แบตเตอรี่โซเดียมไอออน (Sodium-Ion Batteries) กำลังจะออกสู่ตลาดให้เราได้ใช้งานกันแล้ว!!
ซึ่งจะช่วยลดปัญหาการพึ่งพาแร่หากยากอย่างลิเธียมที่เป็นส่วนประกอบสำคัญในการผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
แบตเตอรี่โซเดียมไอออนกำลังจะมาแทนที่แบตเตอรี่ลิเธียมในอนาคต
เมื่อ Contemporary Amperex Technology Ltd., หรือ CATL ผู้ผลิตแบตเตอรี่สำหรับอุตสาหกรรมรถยนต์ไฟฟ้ารายใหญ่ของจีนได้เปิดตัวแบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่จะมาแทนแบตเตอรี่ลิเธียมในอนาคต
โดยมีแผนที่จะเริ่มผลิตและส่งมอบให้กับลูกค้าได้ภายในปี 2023 ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญในการเปลี่ยนโฉมหน้าอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง อันจะทำโลกให้เข้าสู่ยุคปลอดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
ทั้งนี้เพราะว่าโซเดียมไอออนแบตเตอรี่ไม่มีส่วนประกอบหลักที่เป็นแร่โลหะหายากทั้งลิเธียม โคบอลต์และนิกเกิล เพราะแร่เหล่านี้ต้องอาศัยกระบวนการถลุงที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพื่อให้ได้มาใช้งาน
ซึ่งส่วนประกอบสำคัญก็ตามชื่อ นั่นคือธาตุโซเดียมซึ่งมีอยู่อย่างท่วมท้นล้นหลามในธรรมชาติ อย่างเช่นเกลือที่เราใช้ประกอบอาหารนั่นเอง และการสกัดมาใช้ก็มีได้หลากหลายวิธีด้วยต้นทุนที่ต่ำและไม่กระทบสิ่งแวดล้อม
สำหรับหลักการทำงานของโซเดียมไอออนแบตเตอรี่นั้นก็ไม่ต่างจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แต่การพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมที่ผ่านมานั้นติดปัญหาการเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วของวัสดุที่ใช้เก็บประจุเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมซึ่งทำให้มีอายุการใช้งานที่สั้นกว่ามาก
โครงสร้างของผลึก Prussian white ที่ใช้ในการขังอะตอมโซเดียมไว้ภายใน ซึ่งจะยังคงเสถียรภาพได้แม้ว่าผ่านการอัดและจ่ายประจุไฟฟ้าหลายพันครั้ง
ในการแก้ปัญหานี้ CATL ได้เลือกใช้สาร Prussian white (สูตรเคมีอย่างย่อ คือ KxMy[Fe(CN)6]z เมื่อ M = Fe, Co, Ni, Cu) ซึ่งมีโครงสร้างเป็นผลึก 3 มิติทรงลูกบาศก์ในการทำวัสดุขั้วแคโทดของแบตเตอรี่เพื่อแก้ปัญหาแบตเสื่อม
โดยโครงสร้างของผลึก Prussian white จะใช้ในการขังอะตอมโซเดียมไว้ภายใน ซึ่งจะยังคงเสถียรภาพไว้ได้แม้ว่าจะผ่านการอัดและจ่ายประจุไฟฟ้าหลายพันครั้ง
ซึ่งทำให้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนที่พัฒนาใหม่นี้มีอายุการใช้งานที่ใกล้เคียงกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ในที่สุด
รวมถึงการใช้วัสดุคาร์บอนที่มีโครงสร้างเป็นรูพรุนสำหรับใช้บรรจุผลึก Prussian white อยู่ภายในไว้เป็นจำนวนมาก ซึ่งจะช่วยให้การอัดและคายประจุสามารถทำได้อย่างรวดเร็วขึ้น ทำให้แบตเตอรี่โซเดียมไอออนของ CATL นี้สามารถทำการชาร์จไฟได้เร็วกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอีกด้วย
เทียบประสิทธิภาพกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่โซเดียมไอออนรุ่นแรกของ CATL จะมีประสิทธิภาพการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำได้ดีและมี thermal stability ที่ดี (ใช้งานหนักก็แบตไม่ค่อยร้อน) แต่ยังมีความจุพลังงานที่ต่ำกว่า(Energy Density)
แต่ที่ว่าน้อยกว่านี้ก็ยังมีความจุได้มากถึง 160Wh/kg (0.16 หน่วยต่อน้ำหนักแบตเตอรี่ 1 กิโลกรัม) และสามารถชาร์จไฟได้เต็ม 80% ได้ภายในเวลาเพียง 15 นาที (รองรับชาร์จเร็วของรถไฟฟ้าได้สบาย)
CATL ยังได้นำเสนอชุดแบตเตอรี่ลูกผสมระหว่างแบตเตอรี่ลิเธียมกับแบตเตอรี่โซเดียมในโมดูลเดียวกัน(AB Battery) เพื่อนำจุดเด่นของแบตเตอรี่ทั้ง 2 ชนิดมารวมไว้ด้วยกัน
ในอนาคต CATL มีแผนพัฒนาแบตเตอรี่โซเดียมไอออนรุ่นที่ 2 ให้มีความจุพลังงานได้สูงถึง 200Wh/kg เพื่อให้มีคุณสมบัติที่เหนือกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในทุกด้าน
แม้ว่าข้อมูลด้านราคานั้นยังไม่มีการเปิดเผยแต่ก็เชื่อได้ว่าน่าจะแข่งขันได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมในปัจจุบันและอนาคตในรุ่นที่ 2 ก็น่าจะมีราคาถูกลงไปอีก เพราะว่าวัตถุดิบนั้นไม่ใช่แร่หายากเหมือนแบตเตอรี่ลิเธียม
น่าสนใจมากครับข่าวนี้เพราะถ้าแบตเตอรี่โซเดียมไอออนมาจริงในอีก 2 ปีมันจะพลิกโฉมอุตสาหกรรมรถไฟฟ้ารวมถึงระบบ Battery Storage ได้มากเลยทีเดียว และน่าจะเป็นความหวังในการช่วยโลกให้ปลอดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้เร็วขึ้น
- 52
ดูเพิ่มเติมในซีรีส์
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
